EP1154076A1 - Bodenprobenehmer - Google Patents

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EP1154076A1
EP1154076A1 EP01201677A EP01201677A EP1154076A1 EP 1154076 A1 EP1154076 A1 EP 1154076A1 EP 01201677 A EP01201677 A EP 01201677A EP 01201677 A EP01201677 A EP 01201677A EP 1154076 A1 EP1154076 A1 EP 1154076A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plug
liquid
soil
soil sampler
piston
Prior art date
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Granted
Application number
EP01201677A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1154076B1 (de
Inventor
Arnoldus Emanuel Ruthgerus Beeker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eijkelkamp Agrisearch Equipment BV
Original Assignee
Eijkelkamp Agrisearch Equipment BV
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Filing date
Publication date
Application filed by Eijkelkamp Agrisearch Equipment BV filed Critical Eijkelkamp Agrisearch Equipment BV
Priority to DK01201677T priority Critical patent/DK1154076T3/da
Publication of EP1154076A1 publication Critical patent/EP1154076A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1154076B1 publication Critical patent/EP1154076B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D1/00—Investigation of foundation soil in situ
    • E02D1/02—Investigation of foundation soil in situ before construction work
    • E02D1/04—Sampling of soil
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B25/00—Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels or core extractors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B25/00—Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels or core extractors
    • E21B25/06—Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels or core extractors the core receiver having a flexible liner or inflatable retaining means

Definitions

  • the invention relates to a soil sampler and to a Procedure for taking soil samples.
  • Soil samples are taken to the desired one using a plug-in tube Depth, which is attached by means of one at the upper end Vibrating drill pipe into the ground, screwing, hitting etc. until the desired depth is reached.
  • the insertion tube is at the distal end (lower end) with a valve, like a cone, which at the Plug-in tube is coupled and a receiving space for the floor completes.
  • Tools such as a gripper, down through the (hollow) drill pipe, which loosens the coupling between the valve and the tube.
  • the drill pipe with the plug-in pipe pressed deeper into the ground, whereby, in that the bottom retains the valve with respect to the plug tube, the floor is made room in the recording room.
  • An object of the invention is to bring improvement here.
  • Another object of the invention is a soil sampler procure that is simple in structure and can work reliably, too on the duration.
  • a soil sampler comprising a plug tube with a receiving space for receiving the Soil sample to be taken, with the receiving space in the radial direction is bounded by a wall, is open in the distal direction to let in is delimited from the ground in it and in the proximal direction by a transverse wall, with pipe means for introducing and discharging liquid to the Recording room and with means for locking the line means.
  • the liquid is without additional device stay in the recording room.
  • the recording room preferably completed until the initial height for plugging the soil sample is reached.
  • movable free Plug or piston is arranged, and wherein the transverse wall and the Plug or piston, if this is at a distance from the transverse wall, one Determine sealed chamber for liquid.
  • the stopper or piston has the same function as the well-known cone, but is in itself freely movable within the recording room, without connecting means with the plug tube.
  • the plug or plunger has a distal surface that is toward the The soil sampler meets the surface and preferably a conical one Distal surface if the consistency of one or more of the Bottom layers require a pointed end for penetration therein makes.
  • the plug or piston is preferably in with a cavity provided at least one of its axially directed surfaces. This will the contact pressure against the radial limitation of the receiving space and thus sealing against liquid and / or against passage of Soil material along the plug or piston improved.
  • a comparable measure can be taken on the distal side of the plug or Be taken piston to face ground leak.
  • the plug or Piston has a diabolo-like shape.
  • the line means preferably comprise one through the transverse wall Reaching liquid channel, with a remote valve to selectively Opening of the liquid channel is present.
  • the valve is preferred a kickback that hits the distal end of the fluid channel is excited. It is also preferred if the valve has a valve body and a valve stem connected thereto, the valve stem through the liquid channel to the proximal side of the transverse wall and there is tensioned by means of a compression spring.
  • the liquid channel is there preferably for the selective drainage of liquid from the receiving space set up. If the recording space is filled with liquid, will prevent the valve from escaping from it.
  • Valve for example by the valve rod with a weight that has been set down indent so that the liquid from the receiving space can flow in accordance with the volume of the ground that has been collected.
  • Liquid can be removed and removed via the same channel.
  • the conduit means be separate and lockable supply channel for liquid.
  • the feed channel also makes it possible to pull up after the Soil sampler to supply liquid to the receiving space to the express the soil sample in it.
  • the plug-in tube is preferably at the distal end with a core catcher provided to prevent material of a soil sample from non-cohesive Material leaks after the soil sample is inserted.
  • the enveloping means comprise a sleeve or a Stocking, which is arranged in a developable manner at the distal end of the tube and with a closed end over the open distal end of the recording room is enough. The sleeve can then enter through the Bottom pulled and settled.
  • the plug or piston is preferably located with the inner surface of the coating or liner.
  • the invention provides a method for Taking soil samples, using a stick tube with an open end, provides access to a soil sampling room with liquid is filled into the ground in this state until the The point where the soil sample must be taken is reached Liquid while pushing the plug tube deeper into the ground Opportunity is given to pour out, so that the desired floor enters the recording room.
  • the invention therefore provides a method of of the kind just described, whereby the one filled with liquid Recording space to the outside with a liquid-sealing free Piston closes, when entering the floor, this the piston displaced inward by forcing the liquid.
  • the invention provides that the recording room is only partially filled with soil, the liquid again prevents leakage, the plug tube continues into the ground forces until a distant, deeper point is reached, where floor is present, of which one also wishes to take a sample, and one then press the liquid under the deeper into the ground Steckrohrs again offers the opportunity to escape, so that there too the desired floor enters the recording room.
  • the recording space is filled preferably with press liquid, around the soil sample taken to force out the plug tube.
  • FIG. 1 shows a sampler 1 with a plug tube 2 stainless steel with a length of for example 1.5 meters and one on the lower end thereof screwed via screw connection 23
  • Cutting shoe 3 made of hardened metal with a sharp cutting angle.
  • the cutting shoe 3 defines a passage 4 to the inside of the tube 2nd
  • a core catcher 5 is on the Fixed inner surface of the cutting shoe 3, which is provided with lips 6, which can be bent radially outwards to ground in upwards Allow direction but move downward from this floor Prevent direction.
  • These core catchers are well known and are especially used when a sand sample has to be taken.
  • the plug-in tube 2 forms a chamber 7, which is at the upper end of a wall 9 is limited.
  • a flap 10 which for Sealing touches the seat 12 and is provided with a valve rod 11, which is tensioned in the upward direction by means of spring 13, so that the flap 10 seals the passage 28 around the valve rod 11.
  • the wall 9 is further provided with a channel 14 which extends from chamber 7 to the outside and is completed here by removable plug 15.
  • the plug-in tube 2 Over the wall 9 is the plug-in tube 2 with a thread 26 for connection provided with a drill pipe not shown.
  • the chamber 7 gives space to a free piston, for example is made of hard rubber, and shown in Figure 1A is. It can be seen that the piston 8 is a more or less diabolo-like Form has an uppermost peripheral edge 16 and a lowermost peripheral edge 17, and also on the top and bottom with Cavities 18 and 19 is provided.
  • the use of the sampler 1 with the plug-in tube 2 from FIG. 1 can be used take place as follows.
  • the plug 15 is removed from the top of the floor and closing on channel 14 a source for non-compressible Liquid like water.
  • This liquid flows into the under pressure Chamber 7, and the piston 8 to the distal end portion of the tube 2 move. If you have found that the piston 8 is sufficient is moved far to the distal end, including the channel 15 Stopper 15 off.
  • the chamber 7 is up through the Flap 10 and completed by the piston 8 down.
  • Form of the piston 8, through the cavity 18 and through the linear Contact 16 prevents leakage of the liquid along the circumference of the Piston 8 down.
  • the piston is caused by friction with the tube wall and by the influence of the closed, filled with water Chamber 7 held in place.
  • the core catcher 5 procured further security.
  • FIG. 2 shows the manner in which the sampler 1 also works a pointed shape can be given if that is for penetration into the concerned floor is necessary.
  • a hard rubber cone 20 with a tip 21 is arranged on the lower surface of the piston 8 .
  • This cone can a separate (possibly glued) lower part with regard to the Form piston 8 to be used only when the relevant one Soil that requires.
  • the effect of this version is further the same as of Figure 1, it being noted that in the Sampling naturally takes into account the volume of the cone 20 must become.
  • FIG. 3 shows a sampler according to the invention, wherein the soil sample directly in a so-called stocking or a sleeve is packed.
  • the shoe 3 is extended in the proximal direction this forms an annular chamber 27 with the extended plug-in tube 2.
  • this chamber is one end of the permeable card that has been rolled up there Nylon sleeve 21 set, so the ring chamber so in a supply 21 the sleeve 21 offers space.
  • the sleeve 21 extends downward and extends around the lower end of the tube 2 inwards and upwards to be closed at the other end. Possibly the end of the Sleeve 22 be fixed in place on the piston 8.
  • the flap 10 When the flap 10 is opened and the sampler 1 in the If the bottom is forced down, it will be in the space under the piston 8 entering the floor move the piston 8 and at the same time the end the sleeve 21 with move up, the sleeve from the in Annular chamber 27 can handle stored stock 21 until the desired test length is reached. After pulling up the sampler you can after unscrewing the cutting shoe 3 the attack the section of the sleeve located on the outside of the plug-in tube 2, to make a sleeve seal there.

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Abstract

Bodenprobenehmer umfassend ein Steckrohr (2) mit einem Aufnahmeraum (7) zur Aufnahme der zu nehmenden Bodenprobe, wobei der Aufnahmeraum in Radialrichtung von einer Wand begrenzt ist, in Distalrichtung offen ist zum Hereinlassen von Boden darin und in Proximalrichtung von einer Querwand (9) begrenzt ist, mit Leitungsmitteln (14,28) zum Einführen und Abführen von Flüssigkeit zum Aufnahmeraum und mit Mitteln (10,15) zum Abschließen der Leitungsmittel. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bodenprobenehmer, sowie auf ein Verfahren zur Entnahme von Bodenproben.
Bodenproben werden mit Hilfe von einem Steckrohr auf die gewünschte Tiefe gesteckt, das mittels eines am dessen oberen Ende befestigten Bohrgestänges in den Boden vibriert, geschraubt, geschlagen usw. wird, bis die gewünschte Tiefe erreicht ist. Das Steckrohr ist am Distalende (unteren Ende) mit einem Ventil versehen, wie einem Kegel, das am Steckrohr gekoppelt ist und einen Aufnahmeraum für den Boden abschließt. Um die Bodenprobe aufzunehmen, läßt man von oben ein Hilfsmittel, wie einen Greifer, durch das (hohle) Bohrgestänge hinunter, womit man die Kopplung zwischen Ventil und Steckrohr lößt. Darauf wird das Bohrgestänge mit Steckrohr tiefer in den Boden gedrückt, wobei, dadurch daß der Boden das Ventil hinsichtlich des Steckrohrs zurückhält, im Aufnahmeraum dem Boden Platz gemacht wird.
Für die Kopplung/Entkopplung des Ventils mit dem Steckrohr werden mechanische Mittel, wie Kugeln, Federn und Klinken benutzt. Die Praxis erweist, daß die Wirkung davon schnell durch Bodenteilchen verhindert werden kann.
Ein Aufgabe der Erfindung ist hierin Verbesserung zu bringen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist ein Bodenprobenehmer zu verschaffen, der einfach in Aufbau ist und zuverlässig wirken kann, auch auf die Dauer.
Hierzu verschafft die Erfindung, aus einem Aspekt, einen Bodenprobenehmer, umfassend ein Steckrohr mit einem Aufnahmeraum zur Aufnahme der zu nehmenden Bodenprobe, wobei der Aufnahmeraum in Radialrichtung von einer Wand begrenzt ist, in Distalrichtung offen ist zum Hereinlassen von Boden darin und in Proximalrichtung von einer Querwand begrenzt ist, mit Leitungsmitteln zum Einführen und Abführen von Flüssigkeit zum Aufnahmeraum und mit Mitteln zum Abschließen der Leitungsmittel.
So wird für das Zurückhalten des Bodens während dem zu der gewünschten Anfangshöhe Bringen von dem Ende des Steckrohrs ein unzusammendrückbarer Flüssigkeitskörper benutzt. Wenn der Boden eingelassen werden muß, kann man einfach die Flüssigkeit via die Leitungsmittel entweichen lassen. Mechanische Vorrichtungen sind dann nicht mehr erforderlich. Auf die Dauer ist eine zuverlässige Wirkung versichert.
Wenn bei der Entnahme der Bodenprobe nur durch Kohäsionsschichten gesteckt werden braucht, wird die Flüssigkeit ohne zusätzliche Vorrichtung in dem Aufnahmeraum bleiben. Wenn jedoch durch eine oder mehrere Schichten kornförmiges Materials gesteckt werden muß, ist der Aufnahmeraum vorzugsweise abgeschlossen, bis die Anfangshöhe für das Stecken der Bodenprobe erreicht ist. Hierzu wird gemäß der Erfindung darin vorgesehen, daß in dem Aufnahmeraum ein darin eng passender, zwischen der Querwand und dem distalen Gebiet des Steckrohrs, beweglicher freier Stopfen oder Kolben angeordnet ist, und wobei die Querwand und der Stopfen oder Kolben, wenn diese auf Abstand der Querwand liegt, eine abgedichtete Kammer für Flüssigkeit bestimmen. Der Stopfen oder Kolben bekleidet dieselbe Funktion wie der schon bekannte Kegel, aber ist an sich innerhalb des Aufnahmeraums frei verschiebbar, ohne Verbindungsmittel mit dem Steckrohr.
Vorzugsweise hat der Stopfen oder Kolben eine Distalfläche, die zu der Trefffläche des Bodenprobenehmers gehört und vorzugsweise eine kegelförmige Distalfläche hat, wenn die Konsistenz von einer oder mehreren der Bodenschichten ein spitzförmiges Ende für Penetration darin erforderlich macht.
Vorzugsweise ist der Stopfen oder Kolben mit einem Hohlraum in zumindest einer seiner axial gerichteten Flächen versehen. Hierdurch wird die Anpreßkraft gegen die radiale Begrenzung des Aufnahmeraums und damit die Abdichtung gegen Flüssigkeit und/oder gegen Passage von Bodenmaterial entlang dem Stopfen oder Kolben verbessert.
Optimierung der Abdichtung gegen Flüssigkeitleck wird erlangt wenn der Stopfen oder Kolben sich an der Proximalseite mit einem Linienkontakt in Flüssigkeits-abdichtendem Angriff mit der Wandoberfläche des Aufnahmeraums befindet.
Eine vergleichbare Maßnahme kann an der Distalseite des Stopfens oder Kolbens genommen sein zum Entgegentreten von Bodenleck.
In diesem Zusammenhang hat es den Vorzug wenn der Stopfen oder Kolben eine diabolo-artige Form hat.
Vorzugsweise umfassen die Leitungsmittel einen durch die Querwand reichenden Flüssigkeitskanal, wobei ein fernbedientes Ventil zum selektiv Öffnen des Flüssigkeitskanals vorhanden ist. Das Ventil ist vorzugsweise eine Rückschlagkleppe, die gegen das Distalende des Flüssigkeitskanals gespannt ist. Weiter hat es den Vorzug wenn das Ventil einen Ventilkörper und eine damit verbundene Ventilstange umfaßt, wobei die Ventilstange durch den Flüssigkeitskanal zur Proximalseite der Querwand reicht und dort mittels einer Druckfeder gespannt ist. Der Flüssigkeitskanal ist dabei vorzugsweise zum selektiven Abfluß von Flüssigkeit aus dem Aufnahmeraum eingerichtet. Wenn der Aufnahmeraum mit Flüssigkeit gefüllt ist, wird das Ventil Entweichung davon verhüten. Wenn es - auf Tiefe - gewünscht ist die Flüssigkeit ausströmen zu lassen, dann bedient man das Ventil, zum Beispiel durch mit einem niedergelassenen Gewicht die Ventilstange einzudrücken, so daß die Flüssigkeit aus dem Aufnahmeraum fließen kann, übereinstimmend mit dem Volumen des eingeholten Bodens.
Abfuhr und Abfuhr von Flüssigkeit können via denselben Kanal stattfinden. Es wird jedoch bevorzugt, daß die Leitungsmittel einen separaten und abschließbaren Zuführungskanal für Flüssigkeit umfassen.
Der Zuführungskanal ermöglicht es auch, um nach dem Hochziehen des Bodenprobenehmers Flüssigkeit zu dem Aufnahmeraum zuzuführen, um die sich darin befindliche Bodenprobe auszudrücken.
Vorzugsweise ist das Steckrohr am Distalende mit einem Kernfänger versehen, um zu verhüten, daß Material einer Bodenprobe von kohäsionsfreiem Material nach dem Stecken der Bodenprobe ausläuft.
Es kann gewünscht sein, um die Bodenprobe zu verpacken. Hierzu wird gemäß der Erfindung darin vorgesehen, daß Mittel vorhanden sind, zum zumindest radial Umhüllen der im Aufnahmeraum aufzunehmenden Bodenprobe.
In einer Ausführung umfassen die Umhüllungsmittel eine Hülse oder einen Strumpf, die/der auf abwickelbare Weise am Distalende des Steckrohrs angeordnet ist und mit einem geschlossenen Ende über das offene Distalende des Aufnahmeraums reicht. Die Hülse kann dann durch den hineintretenden Boden mitgezogen und abgewickelt werden.
In dem Fall von Anwesenheit des Stopfens oder Kolbens kann es bei der Vorbereitung des Bodenprobenehmers vorteilhaft sein, wenn der Stopfen oder Kolben mit der Hülse verbunden ist.
In einer alternativen Ausführung ist in dem Steckrohr eine Beschichtung oder ein Liner angeordnet, die/der die Innenoberfläche des Steckrohrs an Ort und Stelle des Aufnahmeraums bedeckt. Diese Beschichtung ist schon an der gewünschten Stelle, bevor die Bodenprobe gesteckt wird. Bevorzugt wird dabei, daß zwischen der Beschichtung und dem Steckrohr eine Flüssigkeitsabdichtung angeordnet ist, um einen möglichen Leckweg für die Flüssigkeit in dem Aufnahmeraum abzuschließen.
Vorzugsweise befindet der Stopfen oder Kolben sich mit der Innenoberfläche der Beschichtung oder des Liners in Angriff.
Aus einem anderen Aspekt verschafft die Erfindung ein Verfahren zum Nehmen von Bodenproben, wobei ein Steckrohr mit einem offenen Ende, das Zutritt zu einem Aufnahmeraum für die Bodenprobe bietet, mit Flüssigkeit gefüllt wird, in diesem Zustand in den Boden gezwungen wird, bis die Stelle erreicht ist, von wo die Bodenprobe genommen werden muß, der Flüssigkeit während dem tiefer den Boden Eindrücken des Steckrohrs die Gelegenheit geboten wird auszuströmen, so daß der gewünschte Boden den Aufnahmeraum hineintritt.
Aus einem weiteren Aspekt verschafft die Erfindung also ein Verfahren von der soeben umschriebenen Art, wobei man den mit Flüssigkeit gefüllten Aufnahmeraum nach außen mit einem Flüssigkeits-abdichtenden freien Kolben abschließt, wobei beim Hineintreten des Bodens, dieser den Kolben unter dem Auszwingen von der Flüssigkeit nach innen versetzt.
Bei den bekannten Bodenprobenehmern kann man nach Entkopplung des Kegels nur ab der Stelle wo das stattfindet, eine Bodenprobe nehmen. Eine oder mehrere der obenbesprochenen Vorzugskonstruktionen gemäß der Erfindung ermöglicht es um in jedem gewünschten Moment den Aufnahmeraum wieder zu schließen, so daß Flüssigkeit darin bleibt und der schon aufgenommene Boden sozusagen einen Verschluß an dem Distalende des Steckrohrs bildet.
Aus einem weiteren Aspekt wird durch die Erfindung darin vorgesehen, daß man den Aufnahmeraum nur teilweise mit Boden füllen läßt, die Flüssigkeit wieder verhindert auszuströmen, das Steckrohr weiter in den Boden zwingt, bis eine ferngelegene, tiefere Stelle erreicht wird, wo Boden vorhanden ist, wovon man ebenfalls eine Probe zu nehmen wünscht, und man darauf der Flüssigkeit unter dem tiefer den Boden Eindrücken des Steckrohrs wieder die Gelegenheit bietet auszuströmen, so daß auch dort der gewünschte Boden den Aufnahmeraum hineintritt.
Nachdem der Bodenprobenehmer hochgezogen ist, füllt man den Aufnahmeraum vorzugsweise mit Pressflüssigkeit, um die genommene Bodenprobe aus dem Steckrohr zu zwingen.
Die Erfindung wird an Hand einer Anzahl in den beigefügten Zeichnungen wiedergegebenen Beispielsausführungen erläutert werden. Gezeigt wird in:
  • Figur 1 ein Längsdurchschnitt durch das untere Ende einer ersten Ausführung eines Probenehmers gemäß der Erfindung;
  • Figur 1A ein Durchschnitt durch einen freien Kolben, wie in der Ausführung des Probenehmers gemäß Figur 1 benutzt;
  • Figur 2 ein Längsdurchschnitt durch das untere Ende einer zweiten Ausführung des Probenehmers gemäß der Erfindung;
  • Figur 3 ein Längsdurchschnitt durch ein Teil einer dritten Ausführung des Probenehmers gemäß der Erfindung; und
  • Figur 4 ein Längsdurchschnitt durch eine Teil einer vierten Ausführung des Probenehmers gemäß der Erfindung.
    • In Figur 1 ist wiedergegeben ein Probenehmer 1 mit einem Steckrohr 2 aus rostfreiem Stahl mit einer Länge von zum Beispiel 1,5 Meter und ein auf dem unteren Ende davon via Schraubverbindung 23 verschraubter Schnittschuh 3 aus gehärtetem Metall mit einem scharfen Schnittwinkel. Der Schnittschuh 3 bestimmt einen Durchgang 4 zum Inneren des Steckrohrs 2.
    Auf eine hier nicht wiedergegebene Weise ist ein Kernfänger 5 an der Innenfläche von Schnittschuh 3 befestigt, der mit Lippen 6 versehen ist, die radial nach außen weggebogen werden können, um Boden in aufwärtse Richtung durchzulassen, aber Bewegung von diesem Boden in abwärtse Richtung verhindern. Diese Kernfänger sind allgemein bekannt und werden insbesondere benutzt wenn eine Sandprobe genommen werden muß.
    Das Steckrohr 2 bildet eine Kammer 7, die am oberen Ende von einer Wand 9 begrenzt wird. In der Wand 9 befindet sich eine Klappe 10, die zur Abdichtung die Sitz 12 berührt und mit einer Ventilstange 11 versehen ist, die mittels Feder 13 in aufwärtse Richtung gespannt ist, so daß die Klappe 10 den Durchgang 28 um die Ventilstange 11 abdichtet. Die Wand 9 ist weiter mit einem Kanal 14 versehen, der von Kammer 7 nach außen reicht und hier durch entfernbaren Stopfen 15 abgeschlossen ist.
    Über der Wand 9 ist das Steckrohr 2 mit einem Gewinde 26 für Verbindung mit einem nicht weiter wiedergegebenen Bohrgestänge versehen.
    Die Kammer 7 gibt weiter Raum an einem freien Kolben, der zum Beispiel aus hartem Gummi hergestellt ist, und in Figur 1 A näher wiedergegeben ist. Zu sehen ist, daß der Kolben 8 eine mehr oder weniger diabolo-artige Form hat mit einem obersten Umfangsrand 16 und einem untersten Umfangsrand 17, und außerdem an der Oberseite und Unterseite mit Hohlräumen 18 und 19 versehen ist.
    Der Gebrauch von dem Probenehmer 1 mit Steckrohr 2 von Figur 1 kann wie folgt stattfinden. Oben Bodenoberfläche entfernt man den Stopfen 15 und schließt man auf Kanal 14 eine Quelle für nicht-zusammendrückbare Flüssigkeit wie Wasser, an. Diese Flüssigkeit stromt unter Druck in die Kammer 7, und wird den Kolben 8 zu dem distalen Endbereich des Steckrohrs 2 bewegen. Wenn man konstatiert hat, daß der Kolben 8 genügend weit zu dem distalen Ende bewogen ist, schließt man den Kanal 15 mit Stopfen 15 ab. In dieser Situation ist die Kammer 7 nach oben durch die Klappe 10 und nach unten durch den Kolben 8 abgeschlossen. Die Form des Kolbens 8, durch den Hohlraum 18 und durch den linienförmigen Kontakt 16, verhütet Leckage der Flüssigkeit entlang dem Umfang des Kolbens 8 nach unten. Der Kolben wird durch Reibung mit der Steckrohrwand und durch den Einfluß der abgeschlossenen, mit Wasser gefüllten Kammer 7 an seiner Stelle gehalten.
    Darauf bringt man den Bodenprobenehmer 1 mit Steckrohr 2 und Schnittschuh 3 in den Boden und drückt man diesen mit Hilfe des Bohrgestänges bis direkt oben der Schicht woraus die Bodenprobe genommen werden muß. Dort ankommen läßt man durch das (hohle) Bohrgestänge hin ein Gewicht oder ein anderes Bedienungsmittel (wie eine Stange) hinunter, um das Ende der Ventilstange 13 hinunter zu drücken. Man kann hierbei zum Beispiel denken an einen Stein mit einem Gewicht von 1 Kilo an einem Bindfaden, wenn der Bodenprobenehmer in dem Boden verschraubt wird, und der Federdruck der Klappe nicht hoch sein braucht. Falls vibriert wird, dann wird der Federdruck zum Beispiel 10 Kilo sein können und ist eine Stange zu empfehlen. Infolge der abwärtsen Bewegung der Ventilstange 13 öffnet die Klappe 10 in die Richtung A und wird bei weiterer abwärtser Bewegung des Probenehmers 1 den Kolben 8 aufwärts in die Richtung B bewegen können, weil die Flüssigkeit aus der Kammer 7 durch den weiten Durchgang 28 für die Ventilstange 13 zu dem Hohlraum oben der Wand 9 wegfließen kann. So wird also innerhalb des Probenehmers 1 Raum für via den Durchgang 4 hineintretenden Boden gemacht.
    Beim unter Einfluß des Bodendruckes nach oben Zwingen des Kolbens 8 sorgen der Umfangsrand 17 mit einem linienförmigen Kontakt und der Raum 19 dafür, daß kein Bodenmaterial entlang dem Kolben 8 nach oben bewegen kann.
    Wenn der Kolben 8 in gewünschtem Maße innerhalb des Steckrohrs 2 nach oben bewogen ist, entläßt man die Ventilstange 13 wieder, und ist die Kammer 7 wieder geschlossen. Man dann kann den Probenehmer wieder hochziehen, wobei der Kolben und die darunter hängende Bodensäule gegen durchbiegen gesichert sind. In der Kammer 7 kann Unterdruck entstehen, welcher eine aufwärtse Kraft gegen das Durchbiegen der Bodenprobe liefert.
    Bei kohäsionsfreiem Material, wie Grobsand, wird durch den Kernfänger 5 weitere Sicherung verschafft.
    Nachdem der Bodenprobenehmer 1 oben die Bodenoberfläche gebracht ist, kann man den Stopfen 15 entfernen und wieder Wasser dadurchhin einpressen, um den Kolben 8 und damit die Bodenprobe in die Kammer 7 zum Distalende und (aber nicht den Kolben) da draußen zu zwingen.
    Man kann auch in Aufeinanderfolge Proben aus Bodenschichten nehmen, die auf verschiedenen Tiefen gelegen sind. In dem Fall wird man, zum Beispiel wenn der Kolben bis die Hälfte der ursprünglichen Kammer 7 gelangt ist, eher das Gewicht der Ventilstange 13 abholen und dann den Probenehmer 1 weiter abwärts in den Boden drücken, wobei das untere Ende der genommenen Bodenprobe dann die Endfläche des Probenehmers 1 bildet. Möglicherweise wird der Boden hierbei einigermaßen zusammengedrückt werden, aber damit kann bei der Analyse der Bodenprobe gerechnet werden.
    Wenn man, zum Beispiel nach 2 Meter weiter in den Boden gedrängt zu sein, oben auf der nächsten Schicht gekommen ist, wovon eine Probe genommen werden muß, kann mann wieder das Gewicht auf die Ventilstange 13 anbringen, um die Klappe 10 zu öffnen und darauf durch weiter Eindrücken der Probe 1 die nächste (Teil)probe nehmen. Dabei wird auf dieselbe Weise gehandelt. Zum Schluß kann man auf die hieroben besprochene Weise den Probenehmer 1 nach Entnahme von allen gewünschten Bodenproben wieder hochziehen.
    In Figur 2 ist wiedergegeben auf welche Weise dem Probenehmer 1 auch eine Spitzform gegeben werden kann, wenn das für Eindringung in den betreffenden Boden notwendig ist. An der Unterfläche des Kolbens 8 ist hierzu eine harter Gummikegel 20 mit Spitze 21 angeordnet. Dieser Kegel kann ein separates (eventuell daran geklebtes) Unterteil hinsichtlich des Kolbens 8 bilden, um nur eingesetzt zu werden, wenn der betreffende Boden das erforderlich macht. Weiter ist die Wirkung dieser Ausführung dieselbe wie von Figur 1, wobei noch bemerkt wird, daß bei der Probenentnahme natürlich mit dem Volumen des Kegels 20 gerechnet werden muß.
    In Figur 3 ist ein Probenehmer gemäß der Erfindung wiedergegeben, wobei die Bodenprobe direkt in einem sogenannten Strumpf oder einer Hülse verpackt wird. Hierzu ist der Schuh 3 in Proximalrichtung verlängert und bildet dieser eine ringförmige Kammer 27 mit dem verlängerten Steckrohr 2. In dieser Kammer ist ein Ende der dort aufgekrempelten, durchlassenden Nylonhülse 21 festgelegt, wobei also die Ringkammer so an einem Vorrat 21 der Hülse 21 Platz bietet. Die Hülse 21 streckt sich abwärts aus und reicht um das untere Ende des Steckrohrs 2 nach innen und nach oben, um mit dem anderen Ende geschlossen zu sein. Eventuell kann das Ende der Hülse an Ort und Stelle 22 an dem Kolben 8 befestigt sein.
    Wenn die Klappe 10 offengesetzt wird und der Probenehmer 1 in den Boden abwärts gezwungen wird, wird der in dem Raum unter dem Kolben 8 hineintretende Boden den Kolben 8 hochbewegen und zugleich das Ende der Hülse 21 mit hochbewegen, wobei die Hülse sich aus dem in der Ringkammer 27 aufgenommenen Vorrat 21 abwickeln kann, bis die gewünschte Probelänge erreicht ist. Nach dem Hochziehen des Probenehmers kann man nach dem Abschrauben des Schnittschuhs 3 der sich an der Außenseite des Steckrohrs 2 befindliche Abschnitt der Hülse angreifen, um dort eine Hülse-Abdichtung zu machen.
    In Figur 4 ist die Aufstellung wiedergegeben, wobei ein sogenannter steifer Liner oder Köcher 24 benutzt wird, welcher Liner auch für die Verpackung einer Bodenprobe benutzt wird. Der - eventuell durchsichtige - Liner 24 ist in dem Steckrohr 2 aufgenommen und bildet eine radiale Begrenzung der Kammer 7. Der Kolben 8 bewegt hierbei innerhalb des Liners, auf dieselbe Weise wie bei der Ausführung von Figur 1 der Fall ist. Zwischen dem Schnittschuh 3 und dem Liner 24 ist mit einer Flansche 26 den Kernfänger 5 festgesetzt. Um Entweichung von Flüssigkeit 7 via den oberen Rand des Liners 24 und entlang der Außenoberfläche des Liners 24 und der Innenoberfläche des Steckrohrs 2, nach unten, zu verhüten, ist unten an der Außenoberfläche des Liners 24 und dem Steckrohr 2 oder aber dem Schnittschuh 3 ein Abdichtungs O-Ring 25 angeordnet. Hierdurch können die Liner dünnwandig sein und ein kontinuierliches Profil ohne Bewerkungen haben.

    Claims (26)

    1. Bodenprobenehmer umfassend ein Steckrohr mit einem Aufnahmeraum zur Aufnahme der zu nehmenden Bodenprobe, wobei der Aufnahmeraum in Radialrichtung von einer Wand begrenzt ist, in Distalrichtung offen ist zum Hereinlassen von Boden darin und in Proximalrichtung von einer Querwand begrenzt ist, mit Leitungsmitteln zum Einführen und Abführen von Flüssigkeit zum Aufnahmeraum und mit Mitteln zum Abschließen der Leitungsmittel.
    2. Bodenprobenehmer gemäß Anspruch 1, wobei in dem Aufnahmeraum ein darin eng passender, zwischen der Querwand und dem distalen Gebiet des Steckrohrs beweglicher freier Stopfen oder Kolben angeordnet ist, und wobei die Querwand und der Stopfen oder Kolben, wenn diese auf Abstand der Querwand liegt, eine abgedichtete Kammer für Flüssigkeit bestimmen.
    3. Bodenprobenehmer gemäß Anspruch 2, wobei der Stopfen oder Kolben eine Distalfläche hat, die zu der Trefffläche des Bodenprobenehmers gehört.
    4. Bodenprobenehmer gemäß Anspruch 3, wobei der Stopfen oder Kolben eine kegelförmige Distalfläche hat.
    5. Bodenprobenehmer gemäß einem der Ansprüche 2-4, wobei der Stopfen oder Kolben mit einem Hohlraum in zumindest einer seiner axial gerichteten Flächen versehen ist.
    6. Bodenprobenehmer gemäß Anspruch 5, wobei die Proximalfläche des Stopfens oder Kolbens mit einem Hohlraum versehen ist.
    7. Bodenprobenehmer gemäß einem der Ansprüche 2-6, wobei der Stopfen oder Kolben sich an der Proximalseite mit einem Linienkontakt in Flüssigkeits-abdichtendem Angriff mit der Wandoberfläche des Aufnahmeraums befindet.
    8. Bodenprobenehmer gemäß Anspruch 7, wobei der Stopfen oder Kolben eine Diabolo-artige Form hat.
    9. Bodenprobenehmer gemäß einem der vorabgehenden Ansprüche, wobei die Leitungsmittel einen durch die Querwand reichenden Flüssigkeitskanal umfassen, wobei ein fernbedientes Ventil zum selektiv Öffnen des Flüssigkeitskanals vorhanden ist.
    10. Bodenprobenehmer gemäß Anspruch 9, wobei das Ventil eine Rückschlagkleppe ist, die gegen das Distalende des Flüssigkeitskanals gespannt ist.
    11. Bodenprobenehmer gemäß Anspruch 10, wobei das Ventil einen Ventilkörper und eine damit verbundene Ventilstange umfaßt, wobei die Ventilstange durch den Flüssigkeitskanal zur Proximalseite der Querwand reicht und da mittels einer Druckfeder gespannt ist.
    12. Bodenprobenehmer gemäß Anspruch 9, 10 oder 11, wobei der Flüssigkeitskanal zum selektiven Abfluß von Flüssigkeit aus dem Aufnahmeraum eingerichtet ist.
    13. Bodenprobenehmer gemäß Anspruch 12, wobei die Leitungsmittel einen separaten und abschließbaren Zuführungskanal für Flüssigkeit umfassen.
    14. Bodenprobenehmer gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steckrohr am Distalende mit einem Kernfänger versehen ist.
    15. Bodenprobenehmer gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter mit Mitteln zum zumindest radial Umhüllen der im Aufnahmeraum aufzunehmenden Bodenprobe versehen.
    16. Bodenprobenehmer gemäß Anspruch 15, wobei die Umhüllungsmittel eine Hülse oder einen Strumpf umfassen, die/der auf abwickelbare Weise an dem Distalende des Steckrohrs angeordnet ist und mit einem geschlossenen Ende über das offene Distalende des Aufnahmeraums reicht.
    17. Bodenprobenehmer gemäß einem der Ansprüche 2-14 in Kombination mit Anspruch 16, wobei der Stopfen oder Kolben mit der Hülse verbunden ist.
    18. Bodenprobenehmer gemäß Anspruch 15, wobei in dem Steckrohr eine Beschichtung oder ein Liner angeordnet ist, die/der die Innenoberfläche des Steckrohrs an Ort und Stelle des Aufnahmeraums bedeckt.
    19. Bodenprobenehmer gemäß Anspruch 18, wobei zwischen der Beschichtung und dem Steckrohr eine Flüssigkeitsabdichtung angeordnet ist.
    20. Bodenprobenehmer gemäß einem der Ansprüche 2-14, in Kombination mit Anspruch 18 oder 19, wobei der Stopfen oder Kolben mit der Innenoberfläche der Beschichtung oder des Liners in Angriff ist.
    21. Verfahren zum Nehmen von Bodenproben, wobei ein Steckrohr mit einem offenen Ende, das Zutritt zu einem Aufnahmeraum für die Bodenprobe bietet, mit Flüssigkeit gefüllt wird, in diesem Zustand in den Boden gezwungen wird, bis die Stelle erreicht ist, von wo die Bodenprobe genommen werden muß, der Flüssigkeit während dem tiefer den Boden Eindrücken des Steckrohrs die Gelegenheit geboten wird auszuströmen, so daß der gewünschte Boden den Aufnahmeraum hineintritt.
    22. Verfahren gemäß Anspruch 21, wobei man den mit Flüssigkeit gefüllten Aufnahmeraum nach außen mit einem Flüssigkeits-abdichtenden freien Kolben abschließt, wobei beim Hineintreten des Bodens, dieser den Kolben unter dem Auszwingen von der Flüssigkeit nach innen versetzt.
    23. Verfahren gemäß Anspruch 21 oder 22, wobei man den Aufnahmeraum nur teilweise mit Boden füllen läßt, die Flüssigkeit wieder verhindert auszuströmen, das Steckrohr weiter in den Boden zwingt, bis eine fern-gelegene tiefere Stelle erreicht wird, wo Boden vorhanden ist, wovon man ebenfalls eine Probe zu nehmen wünscht, und man darauf der Flüssigkeit unter dem tiefer den Boden Eindrücken des Steckrohrs wieder die Gelegenheit bietet auszuströmen, so daß auch dort der gewünschte Boden den Aufnahmeraum hineintritt.
    24. Verfahren gemäß Anspruch 21, 22 oder 23, wobei nachdem der Bodenprobenehmer hochgezogen ist, man den Aufnahmeraum mit Pressflüssigkeit füllt, um die genommene Bodenprobe aus dem Steckrohr zu zwingen.
    25. Bodenprobenehmer mit einer oder mehreren der in der beigefügten Beschreibung umschriebenen und/oder in den beigefügten Zeichnungen gezeigten kennzeichnenden Maßnahmen versehen.
    26. Verfahren umfassend einen oder mehrere der in der beigefügten Beschreibung umschriebenen und/oder in den beigefügten Zeichnungen gezeigten kennzeichnenden Schritte.
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